Американские учёные создали генетический чип, почти мгновенно определяющий COVID-19

На протяжении всей пандемии специалисты искали более быстрый, дешевый и надежный тест COVID-19. Теперь, использование так называемой технологии “лаборатория на чипе” и передовой технологии генетического редактирования, известную как CRISPR, помогло исследователям из Стэнфорда создать высокоавтоматизированное устройство, которое может идентифицировать присутствие нового коронавируса всего за полчаса.

 
  “Наш тест представляет собой микрожидкостный чип размером всего в половину кредитной карты, содержащий сложную сеть каналов, намного меньше, чем человеческий волос”, – поделился автор проекта Хуан г. Сантьяго, профессор машиностроения фонда Чарльза Ли Пауэлла в Стэнфорде и эксперт в области микрофлюидики, области, посвященной управлению жидкостями и молекулами на микроуровне с помощью чипов.

“Новый тест COVID-19 подробно описан в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Этот тест может выявить активную инфекцию относительно быстро и дешево. Он также не зависит от антител, как многие тесты, которые показывают только, был ли кто-то болен, а не является ли он в настоящее время инфицированным и, следовательно, заразным”, – сообщили эксперты.

Тест microlab использует тот факт, что коронавирусы, такие как SARS-COV-2, вирус, вызывающий COVID-19, оставляют крошечные генетические отпечатки везде, где они идут в виде нитей РНК, генетического предшественника ДНК. Если РНК коронавирусаприсутствует в образце мазка, то человек, у которого был взят образец, заражен. Чтобы начать тест, жидкость из образца носового тампона капают в микролабораторию, которая использует электрические поля для извлечения и очистки любых нуклеиновых кислот, таких как РНК, которые она может содержать. Очищенная РНК затем преобразуется в ДНК, а затем многократно реплицируется с помощью метода, известного как изотермическая амплификация.

Затем команда использовала фермент под названием CRISPR-Cas12-брат фермента CRISPR-Cas9, связанного с Нобелевской премией по химии этого года,—чтобы определить, происходит ли какая-либо из амплифицированных ДНК от коронавируса.

Если вирус есть, активированный фермент запускает флуоресцентные зонды, которые заставляют образец светиться. Здесь также электрические поля играют решающую роль, помогая сконцентрировать все важные компоненты-ДНК-мишень, фермент CRISPR и флуоресцентные зонды-вместе в крошечном пространстве, меньшем, чем ширина человеческого волоса, резко увеличивая вероятность их взаимодействия.

“Уникальность чипа состоит в том, что он использует электрические поля как для очистки нуклеиновых кислот из образца, так и для ускорения химических реакций, которые дают нам знать, что они присутствуют, – сказал Сантьяго. – Несколько диагностических тестов человеческого масштаба используют аналогичные методы амплификации генов и ферментов, но они медленнее и дороже , чем новый тест, который дает результаты всего за 30 минут. Другие тесты могут потребовать больше ручных шагов и могут занять несколько часов”.

Исследователи говорят, что их подход не является специфичным для COVID-19 и может быть адаптирован для обнаружения присутствия других вредных микробов, таких как кишечная палочка в пробах пищи или воды, туберкулез и другие заболевания в крови.

“Если мы хотим найти другую болезнь, мы просто создаем соответствующую последовательность нуклеиновых кислот на компьютере и отправляем ее по электронной почте коммерческому производителю синтетической РНК. Они отправляют обратно флакон с молекулой, которая полностью реконфигурирует наш анализ на новую болезнь”, – сказал Рамачандран. Исследователи работают с Ford Motor Company над дальнейшей интеграцией этих шагов и разработкой их прототипа в товарный продукт.

med-heal.ru